CN116323069A - 激光焊接方法以及激光焊接装置 - Google Patents

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Abstract

激光焊接方法例如将包括主功率区域和副功率区域在内的激光向对象物照射而对该对象物进行焊接，所述主功率区域包括至少一条主光束，所述副功率区域包括功率密度小于所述主光束的功率密度的至少一条副光束，其中，该激光焊接方法具有通过向对象物照射激光而形成熔池的工序、以及将熔池固化的工序，副光束以使形成在熔池内的孔隙在熔池固化前向熔池外排出的方式照射至对象物。

Description

激光焊接方法以及激光焊接装置
技术领域
本发明涉及激光焊接方法以及激光焊接装置。
背景技术
已知有对扁平线那样的多个金属构件进行激光焊接的技术(例如，专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6674588号公报
发明内容
发明所要解决的课题
并不局限于扁平线，在金属构件的激光焊接中，当在焊接部内形成有孔隙时，无法得到所需的接合强度。另外，难以通过外观检查来检查孔隙的有无。
因此，本发明的课题之一是得到例如能够抑制孔隙的产生的、得到了改善的新型激光焊接方法以及激光焊接装置。
用于解决课题的方案
本发明的激光焊接方法例如将包括主功率区域和副功率区域在内的激光向对象物照射而对该对象物进行焊接，所述主功率区域包括至少一条主光束，所述副功率区域包括功率密度小于所述主光束的功率密度的至少一条副光束，其中，所述激光焊接方法具有：通过向所述对象物照射所述激光而形成熔池的工序；以及将所述熔池固化的工序，所述副光束以使形成在所述熔池内的孔隙在该熔池固化前向该熔池外排出的方式照射至所述对象物。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，在形成所述熔池的工序中，以使该熔池固化而形成的焊接部的下半侧部分中的孔隙的数量成为上半侧部分中的孔隙的数量以下的方式照射所述激光。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，所述主功率区域位于所述副功率区域的外缘的内侧。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，所述副功率区域包括多条副光束来作为所述至少一条副光束，所述主光束被所述多条副光束包围。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，所述副功率区域包括将所述主功率区域包围的一条副光束来作为所述至少一条副光束。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，所述激光焊接方法在形成所述熔池的工序之后，具有通过向所述熔池照射所述激光而使该熔池暂时维持熔融状态的工序。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中，与形成所述熔池的工序相比，降低所述激光的功率。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中，与形成所述熔池的工序相比，降低所述主光束的功率。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中由于所述激光的照射而在所述熔池的表面产生的凹陷比在形成所述熔池的工序中由于所述激光的照射而在所述熔池的表面产生的凹陷浅。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中，所述激光在所述熔池的表面的功率密度为107[W/cm2]以下。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中，所述激光在所述熔池的表面的功率密度为106[W/cm2]以下。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，在形成所述熔池的工序中，照射所述主光束，在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中，停止所述主光束的照射。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，从形成所述熔池的工序到使所述熔池暂时维持熔融状态的工序，所述主光束的照射时间比所述副光束的照射时间短。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，所述主光束的波长与所述副光束的波长相同。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，所述主光束的波长与所述副光束的波长不同。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，所述主光束的波长为800[nm]以上且1200[nm]以下，所述副光束的波长为550[nm]以下。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，所述主功率区域以及所述副功率区域中的至少一方所包括的多条光束通过光束整形器形成。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，使所述激光在对所述对象物进行照射的同时进行扫描。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，所述副功率区域的至少一部分相对于所述主功率区域位于所述激光相对于所述对象物的扫描方向上的后方。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，呈直线状扫描所述激光。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中，向定点照射所述激光。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中，在从所述激光的照射方向进行观察的情况下，以绕所述熔池的中心弯曲的路径扫描所述激光。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，所述对象物由铜系金属材料、铝系金属材料、镍系金属材料、铁系金属材料以及钛系金属材料中的任一种制作。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，所述熔池以架设在由金属材料制作的第一构件的第一方向上的第一端部与由金属材料制作的第二构件的所述第一方向上的第二端部之间的方式形成，所述第二构件与所述第一构件在同所述第一方向交叉的第二方向上相邻，且所述第二端部配置为使所述第一端部距该第二端部的沿所述第一方向的距离为0以上。
对于所述激光焊接方法而言，也可以是，构成所述对象物的构件是扁平线的导体。
本发明的激光焊接装置例如具备激光振荡器、以及向对象物照射从所述激光振荡器射出的激光的光学头，所述激光包括至少一条主光束和功率密度小于该主光束的功率密度的至少一条副光束，并以形成熔池的方式照射至所述对象物，所述副光束以使形成在所述熔池内的孔隙在该熔池固化前向该熔池外排出的方式照射至所述对象物。
所述激光焊接装置也可以具备对所述熔池的温度进行检测的传感器、以及基于所述传感器的检测结果输出表示焊接品质的信息的输出部。
所述激光焊接装置也可以具备对所述熔池的温度进行检测的传感器、能够变更所述激光的照射状态的可变机构、以及基于所述传感器的检测结果对所述可变机构的工作进行控制的控制部。
发明效果
根据本发明，可以得到例如能够抑制孔隙的产生的、得到了改善的新型激光焊接方法以及激光焊接装置。
附图说明
图1是第一实施方式的激光焊接装置的例示性的概要结构图。
图2是实施方式的激光焊接方法的对象物的焊接前的例示性且示意性的侧视图。
图3是实施方式的激光焊接方法的对象物的焊接后的例示性且示意性的侧视图。
图4是示出实施方式的激光焊接装置所包括的衍射光学元件的原理的概念的说明图。
图5是示出实施方式的激光焊接装置的对象物的表面上的光束(光斑)的一例的示意图。
图6是示出实施方式的激光焊接装置的对象物的表面上的光束(光斑)的一例的示意图。
图7是示出实施方式的激光焊接装置的对象物的表面上的光束(光斑)的一例的示意图。
图8是示出实施方式的激光焊接装置的对象物的表面上的光束(光斑)的一例的示意图。
图9是基于实施方式的激光焊接方法的熔池的形成工序中的对象物的例示性且示意性的侧视图。
图10是基于实施方式的激光焊接方法的对象物上的激光的扫描路径的例示性且示意性的俯视图。
图11是示出基于第一实施方式的激光焊接方法的熔池的温度以及激光装置的输出的随时间变化的例示性的示意图。
图12是包括作为实施方式的激光焊接方法的对象物的构件的扁平线的例示性且示意性的立体图。
图13是通过实施方式的激光焊接方法而形成的焊接部的例示性且示意性的侧视图。
图14是第二实施方式的激光焊接装置的例示性的概要结构图。
图15是示出各金属材料对于所照射的激光的波长的光的吸收率的曲线图。
图16是示出基于第二实施方式的激光焊接方法的熔池的温度以及激光装置的输出的随时间变化的例示性的示意图。
图17是基于第二实施方式的激光焊接方法的熔池的维持工序中的对象物的例示性且示意性的侧视图。
图18是示出基于第二实施方式的激光焊接方法的熔池上的激光的照射位置的一例的示意性的俯视图。
图19是示出基于第二实施方式的激光焊接方法的熔池上的激光的扫描路径的一例的示意性的俯视图。
图20是示出基于第二实施方式的激光焊接方法的熔池上的激光的扫描路径的一例的示意性的俯视图。
图21是实施方式的激光焊接装置的例示性的框图。
图22是示出基于实施方式的激光焊接装置的输出检查结果的处理步骤的例示性的流程图。
图23是示出基于实施方式的激光焊接装置的孔隙抑制控制的处理步骤的例示性的流程图。
具体实施方式
以下，公开本发明的例示性的实施方式。以下所示的实施方式的结构以及由该结构带来的作用以及结果(效果)为一例。本发明也能够通过以下的实施方式所公开的结构以外的结构而实现。另外，根据本发明，能够得到通过结构而得到的各种效果(也包括派生的效果)中的至少一个。
以下的多个实施方式具有相同的构成要素。以下，有时对这些相同的构成要素标注共通的附图标记，并且省略重复的说明。
另外，在各图中，以箭头X表示方向X，以箭头Y表示方向Y，以箭头Z表示方向Z。方向X、方向Y以及方向Z相互交叉并且相互正交。Z方向是成为对象物W的多个构件延伸的方向。需要说明的是，Z方向是大致铅垂上方，但也可以相对于铅垂上方倾斜。
另外，在本说明书中，序数是为了便于区别部件、部位、方向等而标注的，并不表示优先级、顺序。
[第一实施方式]
[激光焊接装置的结构]
图1是示出第一实施方式的激光焊接装置100的概要结构的图。如图1所示，激光焊接装置100具备激光装置110、光学头120、光纤130、驱动机构140、传感器150以及控制器200。
激光焊接装置100对激光焊接的对象物W的表面照射激光L。由于激光L的能量，对象物W局部地熔融，并冷却而固化，由此，该对象物W被焊接。对象物W具有多个构件，通过激光焊接，该多个构件被接合。
成为对象物W的多个构件分别能够由例如铜或铜合金这样的铜系的金属材料、铝或铝合金这样的铝系的金属材料、镍或镍合金这样的镍系的金属材料、铁或铁合金这样的铁系的金属材料、钛或钛合金这样的钛系的金属材料等制作。多个构件可以由相同的金属材料制作，也可以由互不相同的金属材料制作。需要说明的是，成为对象物W的多个构件可以是导体，也可以不是导体。
激光装置110具有激光振荡器，且作为一例，构成为能够输出几kW的功率的单模的激光。需要说明的是，也可以是，激光装置110例如在内部具有多个半导体激光元件，且构成为作为该多个半导体激光元件的合计的输出而能够输出几kW的功率的多模的激光。另外，激光装置110也可以具有光纤激光器、YAG激光器、盘式激光器等各种激光源。另外，激光装置110例如输出400[nm]以上且1200[nm]以下的波长的激光。
光纤130将激光装置110与光学头120光学性地连接。换言之，光纤130将从激光装置110输出的激光导向光学头120。在激光装置110输出单模激光的情况下，光纤130构成为传播单模激光。在该情况下，单模激光的M2光束质量被设定为1.3以下。M2光束质量也可以被称为M2因子。
光学头120是用于将从激光装置110输入的激光朝向对象物W照射的光学装置。光学头120具有准直透镜121、聚光透镜122、反射镜123、DOE125(diffractive opticalelement、衍射光学元件)以及电扫描仪126。准直透镜121、聚光透镜122、反射镜123、DOE125以及电扫描仪126也可以被称为光学部件。
准直透镜121分别使经由光纤130而输入的激光准直。准直后的激光成为平行光。
反射镜123反射通过准直透镜121而成为了平行光的激光，使其朝向电扫描仪126。需要说明的是，在反射镜123与电扫描仪126之间设置有DOE125。关于DOE125，将在后面叙述。
电扫描仪126具有多个反射镜126a、126b，通过对该多个反射镜126a、126b的角度进行控制来切换来自光学头120的激光L的射出方向，由此，能够在对象物W的表面上变更激光L的照射位置。反射镜126a、126b的角度分别通过例如由控制器200控制的未图示的马达来进行变更。通过在照射激光L的同时变更激光L的射出方向，能够在对象物W的表面上扫描激光L。
聚光透镜122对从电扫描仪126到来的作为平行光的激光进行聚光，并将其作为激光L(输出光)向对象物W照射。
需要说明的是，光学头120所具有的光学部件并不限定于此，光学头120也可以具有其他光学部件。
驱动机构140变更光学头120相对于对象物W的相对位置。驱动机构140例如具有马达那样的旋转机构、对该旋转机构的旋转输出进行减速的减速机构、将被减速机构减速了的旋转转换为直线运动的运动转换机构等。控制器200能够以使光学头120相对于对象物W在X方向、Y方向以及Z方向上的相对位置发生变化的方式对驱动机构140进行控制。驱动机构140能够变更(切换)由支承机构(未图示)支承的多个对象物W中的、进行激光焊接的对象物W。另外，驱动机构140能够变更对象物W上的激光L的照射位置。另外，驱动机构140可以利用于伴随着变更激光相对于对象物W的照射方向而变更照射点。并且，驱动机构140能够在激光L向对象物W的表面上照射着的状态下变更该照射位置。即，驱动机构140能够在对象物W的表面上扫描激光L。
传感器150是对由于激光L的照射而形成在对象物W上的熔池的温度进行检测的传感器，例如是辐射温度计、红外线热成像摄像机。
控制器200基于传感器150的检测结果对激光装置110、驱动机构140以及电扫描仪126的工作进行控制。上述激光装置110、驱动机构140以及电扫描仪126分别能够变更从光学头120向对象物W照射的激光L的照射状态。即，激光装置110、驱动机构140以及电扫描仪126是可变机构的一例，也可以称为被控制器200控制的被控制对象。
图2是示出对象物W的焊接前的状态的侧视图。如图2所示，对象物W具有两个构件20(21、22)。两个构件20均由金属材料制作。
两个构件20均沿Z方向延伸，其具有Z方向上的端部20a(21a、22a)。端部20a与Z方向交叉而扩展。即，端部20a沿X方向延伸且沿Y方向延伸。Z方向是第一方向的一例。
两个构件20在与Z方向交叉的X方向上彼此相邻，并沿X方向排列。在X方向上相互面对的侧面21b、22b(20b)之间形成有间隙g。间隙g的大小为0以上。即，两个构件20至少可以局部地接触。X方向是第二方向的一例。
在本实施方式中，将构件21的端部21a相对于构件22的端部22a在Z方向上的偏移δ设为0以上。即，处于这样的相对位置关系的两个构件20中的、在Z方向上位于与端部22a相同的位置或相对于端部22a在Z方向上偏移的端部21a是第一端部的一例，相对于端部21a在Z方向的相反方向上偏移的端部22a是第二端部的一例。具有端部21a的构件21是第一构件的一例，具有端部22a的构件22是第二构件的一例。构件21(第一构件)也可以被称为在Z方向上相对地突出的构件，构件22(第二构件)也可以被称为在Z方向上相对地凹陷的构件。
在对象物W、即两个构件20的焊接时，光学头120朝向端部20a照射激光L。激光L的照射方向是Z方向的相反方向、或相对于Z方向的相反方向倾斜的方向。
图3是示出对象物W的焊接后的状态的侧视图。如图3所示，通过激光L相对于端部20a的照射，两个构件20在端部20a熔融，形成架设在两个端部20a上的状态的焊接部23。焊接部23是形成为架设在两个端部20a间的状态的熔池冷却并固化而成的产物。作为具有流动性的金属材料的熔池具有由于表面张力而在Z方向上膨胀的形状。伴随于此，该熔池固化而成的焊接部23也具有在Z方向上膨胀的形状。焊接部23将两个构件21、22机械性地连接。另外，在两个构件21、22是具有导电性的金属的情况下，焊接部23将该两个构件21、22电连接。
另外，如上所述，光学头120具有DOE125。成形激光的光束的形状(以下，称为光束形状)。图4是示出DOE125的原理的概念的说明图。如图4概念性地例示的那样，DOE125例如具有周期不同的多个衍射光栅125a重合而成的结构。DOE125通过使平行光向受到各衍射光栅125a的影响的方向弯曲、或者重合，从而能够成形光束形状。DOE125也可以被称为光束整形器。
[光束(光斑)的形状]
DOE125将准直后的激光分割为多条光束。图5～8分别是示出在对象物W的表面Wa上形成的激光L的光束的一例的图。需要说明的是，在图5～8中，简单起见，以实线示出光束B1，以虚线示出光束B2。需要说明的是，光学头120能够通过更换DOE125来输出包含各种配置的多条光束的激光。DOE125是光束整形器的一例。
DOE125将激光分割为多条光束。被分割了的多条光束包含至少一条光束B1和至少一条光束B2。光束B2是功率密度小于光束B1的光束。光束B1是主光束的一例，光束B2是副光束的一例。另外，光束B1形成主功率区域，光束B2形成副功率区域。
在图5的例子中，在表面Wa上形成有一个光束B1的光斑和比该光束B1范围大的光束B2的光斑。光束B1以及该光束B1的外缘B1a位于光束B2的外缘B2a的内侧。需要说明的是，光束B1和光束B2可以同心地配置，也可以偏心地配置。另外，外缘B1a也可以与外缘B2a内切。
在图6的例子中，在表面Wa上形成有一个光束B1的光斑和将该光束B1包围的多个光束b2的光斑。光束b2呈大致圆环状排列。光束b2是副光束的一例，通过多条光束b2形成副功率区域。
在图7的例子中，在表面Wa上形成有一个光束B1的光斑和将该光束B1包围的多个光束b2的光斑。光束b2呈大致四边形状排列，即以沿着假想的四边形的边的方式排列。光束b2是副光束的一例，通过多条光束b2形成副功率区域。
另外，在图8的例子中，在表面Wa上形成有一个光束B1的光斑和将该光束B1包围的一个环状的光束B2的光斑。光束B1以及该光束B1的外缘B1a位于光束B2的内缘B2b的内侧。需要说明的是，光束B2具有圆环状的形状，但并不限定于此，也可以具有例如矩形框状的形状那样的其他形状。另外，光束B2的一部分也可以被切除。
[激光焊接方法]
图9是激光焊接方法的形成熔池23W的工序(以下，称为形成工序)中的对象物W的侧视图。需要说明的是，以下，为了便于说明，将相对于构件21的端部21a照射的激光L记作激光L1，将相对于构件22的端部22a照射的激光L记作激光L2，但这些激光L1、L2均从同一光学头120射出。
首先，如图9所示，进行激光L1(L)相对于构件21的端部21a的照射以及激光L2(L)相对于构件22的端部22a的照射中的至少一方，从而熔池23W在端部21a、22a上形成为架设在该端部21a、22a间的状态。熔池23W通过构件21、22的金属材料熔融而形成。换言之，熔池23W包含构件21、22的金属材料。另外，熔池23W为具有流动性的状态。
此时，有时在熔池23W的内部形成有孔隙V。孔隙V会导致基于焊接部23的焊接强度的降低，因此优选在固化后的状态下不残存有孔隙V。
激光L也可以在照射状态下进行扫描。图10是示出端部21a、22a上的激光L1、L2(L)的扫描路径的一例的说明图。如图10所示，激光L1例如在端部21a的比X方向上的中心C1靠端部22a侧的区域A1中沿与X方向交叉的Y方向呈直线状扫描。另外，激光L2例如在端部22a的比X方向上的中心C2靠端部21a侧的区域A2中沿与X方向交叉的Y方向呈直线状扫描。在区域A1、A2中，激光L1、L2的扫描分别可以进行多次。
判明了在像这样呈直线状扫描了激光L1、L2的情况下，焊接部23中的孔隙V减少。认为这是因为能够在具有流动性的熔池23W内抑制具有流动性的金属材料的流动的紊乱。另外，通过呈直线状进行往复扫描，能够随时对熔池23W的更大范围赋予热能，从而能够抑制该23W局部地冷却并固化的情况。
图11是示出本实施方式的焊接中的熔池23W的温度以及来自激光装置110的激光的输出的随时间变化的图。在图11中，对于温度，以实线示出本实施方式中的激光焊接的随时间变化。另外，为了进行比较，对于温度，以虚线示出通过单一光束的激光的照射而相对于相同的对象物W得到同样的焊接部23的情况下的激光焊接的随时间变化作为现有技术。
如图11所示，在本实施方式中，激光装置110在时刻t0开始输出，并在时刻t1停止输出。时刻t1以后，熔池23W在常温气氛下自然冷却，伴随于此，熔池23W的温度逐渐降低。
在现有技术中，熔池23W的温度Tr如以虚线所示那样在时刻ter降低至熔点Tm。与此相对地，在本实施方式中，熔池23W的温度T1如以实线所示那样在晚于时刻ter的时刻te1降低至熔点Tm。熔池23W在比熔点Tm高的温度下处于熔融状态。需要说明的是，温度T1是熔池23W的形成工序中的温度，作为一例，是该形成工序中的最高温度。
由图11可以明确，在本实施方式中，形成熔池23W时的该熔池23W的温度T1、即激光装置110射出激光的状态下的熔池23W的温度T1比现有技术的情况下的熔池23W的温度Tr高。这是因为激光L如上所述具有例如图5～7所例示的多条光束B1、B2。即，在激光L具有光束B1、B2的情况下，即使成为熔池23W的温度更高的状态，处于熔融状态即流动状态的熔池23W中也不易产生流动的紊乱或飞溅，另外，也不易产生孔隙V。因此，与单一的光束的情况相比，能够提高激光L的输出而进一步提高熔池23W的温度T1，进而，与单一的光束的情况相比，能够增大与熔池23W的温度的熔点Tm的温度差ΔT(＝T1-Tm)。因此，根据本实施方式，能够在不影响焊接品质的范围内进一步提高熔池23W的温度T1，由此，与单一的光束的情况相比，能够延长该熔池23W的温度T1降低至熔点Tm为止的下降时间Δt1(＝te1-t1)。
另外，在本实施方式中，时刻t1以后的温度的下降速度比现有技术慢(低)。这也是因为激光L具有例如图5～7所例示的光束B1、B2。即，由于激光L具有功率密度更小的光束B2，因此在形成有熔池23W的状态下，与单一的光束的情况相比，能够在对象物W的更大范围内形成更平缓的温度分布。由此，能够抑制在激光L的照射停止后，对象物W急剧冷却的情况。因此，根据本实施方式，在这点上，与单一的光束的情况相比，也能够进一步延长熔池23W的温度T1降低至熔点Tm为止的下降时间Δt1。
熔池23W中的气泡即孔隙V在熔池23W的熔融状态、即具有流动性的状态下在熔池23W内上升，并从熔池23W向外部排出。因此，熔池23W为熔融状态的时间越长，则越多的孔隙V被向熔池23W外排出，从而残存于固化后的焊接部23中的孔隙V减少。在这点上，如上所述，根据本实施方式，通过激光L具有光束B1、B2，与单一的光束的情况相比，下降时间Δt1延长，相应地，能够更长时间地将熔池23W维持为熔融状态。因此，根据本实施方式，能够形成孔隙V更少的焊接部23。
通过发明人等的深刻研究，能够确认通过将光束B1、B2设定为图5～7所例示且如上述那样的配置以及功率密度，与单一的光束的情况相比，能够更长时间地得到熔池23W的熔融状态，从而进一步减少孔隙V。
根据本实施方式，能够以可确保至少一个孔隙V从熔池23W向熔池23W外排出所需的熔池23W的温度T1以及从该温度T1到熔点Tm为止的下降时间Δt1(＝te1-t1)的方式对光束B1、B2的配置以及功率密度进行设定。需要说明的是，温度T1、下降时间Δt1根据材质、环境的散热性、气氛温度等而成为不同的值。
[扁平线]
图12是包括构件20的扁平线10的立体图。作为一例，构件20是图12所示的扁平线10的芯线(内部导体)。扁平线10具有构件20和构件20的包覆层30。构件20由具有导电性的金属材料制作。构件20的、与延伸方向正交的截面的形状为大致四边形状。包覆层30具有绝缘性，例如由瓷漆、合成树脂材料等制作。包覆层30可以具有瓷漆层和将该瓷漆层包围的挤出树脂层。激光焊接装置100应用于作为这样的扁平线10的芯线的构件20的、端部20a彼此的焊接。在该情况下，包覆层30在两根扁平线10的延伸方向上的端部的附近被去除。并且，如图2所示，以朝向相同方向(延伸方向)的姿态相邻地配置的两个构件20的端部20a通过激光焊接装置100而被焊接。
扁平线10例如可以构成设置于马达、发电电动机那样的旋转电机的线圈。本实施方式的激光焊接装置100所进行的激光焊接方法能够应用于设置于定子铁芯的彼此相邻的线圈的端部的焊接。
但是，成为对象物W的构件20并不限定于扁平线10的芯线，只要是如图2所示那样彼此沿Z方向延伸、在X方向上相邻、端部20a接近、且具有在X方向上相互面对的侧面20b的构件即可。构件20可以是板状的构件，也可以是线材。
[残存于焊接部的孔隙]
图13是焊接部23的例示性的侧视图。在本实施方式中，如图13所示，以使焊接部23的下半侧部分Rl的孔隙V的数量成为焊接部23的上半侧部分Ru的孔隙V的数量以下的方式对激光L的照射条件、特别是光束B2(副光束)的照射条件进行设定。在此，假想平面VP为如下平面：通过焊接部23的焊接时以及固化时的铅垂方向上的该焊接部23的上端23a与该铅垂方向上的下端23b之间的正好中间位置，且沿焊接时以及固化时的水平方向扩展。上半侧部分Ru是比假想平面VP靠上侧的部位，且是相对于假想平面VP而言与下半侧部分Rl相反的一侧的部位。另外，下半侧部分Rl是焊接部23中的比假想平面VP靠下侧的部位，且是相对于假想平面VP而言与上半侧部分Ru相反的一侧的部分。在熔池23W中，孔隙V向上方移动。因此，当通过激光L(光束B2)的照射维持熔池23W的熔融状态时，下半侧部分Rl中产生的孔隙V上升，向上半侧部分Ru或熔池23W外移动，未能排出的孔隙V主要残存于上半侧部分Ru。因此，得到在焊接部23中下半侧部分Rl的孔隙V的数量成为上半侧部分Ru的孔隙V的数量以下的状态。即，在焊接部23中下半侧部分Rl的孔隙V的数量成为上半侧部分Ru的孔隙V的数量以下的状态可以说是得到了光束B2的照射所带来的孔隙V减少效果的状态。
像这样，通过以使下半侧部分Rl的孔隙V的数量成为上半侧部分Ru的孔隙V的数量以下的方式对激光L、特别是光束B2适当地进行设定，能够形成具有所需的接合强度以及导电率且孔隙V的数量更少的焊接部23。需要说明的是，在图13的例子中，上半侧部分Ru中的孔隙V的数量为2，下半侧部分Rl中的孔隙V的数量为0，但孔隙V的数量并不限定于该例子。
如以上说明的那样，在本实施方式的激光焊接方法以及激光焊接装置100中，以使在熔池23W固化前形成在该熔池23W内的孔隙V中的至少一个孔隙V向该熔池23W外排出的方式对对象物W照射光束B2(副光束)。另外，以在对象物W形成有熔池23W、且该熔池23W的温度随时间发生变化以便形成在该熔池23W内的孔隙V中的至少一个孔隙V向该熔池23W外排出的方式对光束B1(主光束)以及光束B2(副光束)进行设定。
因此，根据本实施方式，能够进一步减少焊接部23中的孔隙V，从而能够抑制由该孔隙V引起的焊接部23的强度的降低。
[第二实施方式]
[激光焊接装置的结构]
图14是示出第二实施方式的激光焊接装置100A的概要结构的图。如图14所示，在激光焊接装置100A具备多个激光装置111、112(110)且具备设置于光学头120A的传感器150这一点上与上述第一实施方式不同。另外，伴随着具备上述构件，在光学头120A具备准直透镜121-2、滤光器124、127以及反射镜128这一点上也与上述第一实施方式不同。
激光装置111、112(110)分别具有激光振荡器。在本实施方式中，激光装置111、112输出不同波长的激光。
激光装置111例如输出800[nm]以上且1200[nm]以下的波长的第一激光。激光装置111也可以被称为第一激光装置，激光装置111所具有的激光振荡器也可以被称为第一激光振荡器。
另一方面，激光装置112输出550[nm]以下的波长的第二激光。激光装置112也可以被称为第二激光装置，激光装置112所具有的激光振荡器也可以被称为第二激光振荡器。另外，作为一例，激光装置112具有半导体激光(元件)作为激光源。需要说明的是，激光装置112也可以输出400[nm]以上且500[nm]以下的波长的激光。
伴随着激光装置112的设置而在光学头120A设置有滤光器124。在反射镜123发生了反射的第一激光向Z方向的相反方向前进，从而朝向滤光器124。需要说明的是，在第一激光以在光学头120A中向Z方向的相反方向前进的方式进行输入的结构中，不需要反射镜123。
滤光器124例如是透射第一激光且以不透射的方式反射第二激光的高通滤光器。第一激光透射滤光器124并朝向电扫描仪126。另一方面，滤光器124将通过准直透镜121-2而成为平行光的第二激光反射。在滤光器124发生了反射的第二激光也朝向电扫描仪126。
滤光器127设置在反射镜123与滤光器124之间。滤光器127使来自反射镜123的第一激光朝向滤光器124透射，并且使从对象物W的表面Wa(参照图5～7)到来并通过了滤光器124的光朝向反射镜128反射。在反射镜128发生了反射的光向传感器150输入。通过这样的结构，传感器150能够对表面Wa上的图像进行拍摄。传感器150例如是红外线热成像摄像机，能够对表面Wa的温度分布进行检测。
另外，在本实施方式中也设置有DOE125。DOE125配置在准直透镜121-2与滤光器124之间，成形第二激光的光束。但是，光学头120A也可以具有成形第一激光的光束的DOE。
需要说明的是，激光焊接装置100A也可以具备上述第一实施方式那样的传感器150来代替传感器150。另外，第一实施方式的激光焊接装置100也可以具备本实施方式那样的安装于光学头120的主体的传感器150。
[波长和光的吸收率]
在此，对金属材料的光的吸收率进行说明。图15是示出各金属材料对于所照射的激光L的波长的光的吸收率的曲线图。图15的曲线图的横轴为波长，纵轴为吸收率。在图15中，针对铝(Al)、铜(Cu)、金(Au)、镍(Ni)、银(Ag)、钽(Ta)以及钛(Ti)示出波长与吸收率的关系。
虽然特性根据材料而不同，但是关于图15所示的各金属，能够理解出与使用通常的红外线(IR)的激光(第一激光)相比，使用蓝、绿的激光(第二激光)的情况的能量的吸收率更高。该特征在铜(Cu)、金(Au)等中变得显著。
在向相对于使用波长而吸收率较低的对象物W照射了激光的情况下，大部分的光能量被反射，不会对对象物W带来作为热量的影响。因此，为了得到充分深度的熔融部位，需要施加比较高的功率。在该情况下，光束中心部被急剧地投入能量，从而产生升华，并形成键孔(key hole)。
另一方面，在向相对于使用波长而吸收率较高的对象物W照射了激光的情况下，所投入的能量大多被对象物W吸收，并转换为热能。在该过程中，在照射了功率密度较低的激光的情况下，成为热传导型的熔融。
根据本实施方式的光学头120A，能够向对象物W照射具有来自激光装置111的第一激光所形成的光束B1和来自激光装置112的第二激光所形成的光束B2的激光L。
根据以上内容，通过以输出800[nm]以上且1200[nm]以下的波长的第一激光并输出500[nm]以下的波长的第二激光的方式在利用第一激光熔融了对象物W后照射第二激光，能够高效地对熔池23W赋予热能，因此能够更高效地抑制该熔池23W局部地冷却并固化的情况。需要说明的是，为了在利用第一激光熔融了对象物W后照射第二激光，也可以如后述那样独立地控制分别射出第一、第二激光的时间带。此外，也可以相对于第一激光而向激光L的扫描方向后方照射第二激光的至少一部分。此时，也可以是，第一激光所照射的区域与第二激光所照射的区域的至少一部分重叠。
控制器200能够分别控制激光装置111、112的工作。即，能够独立地控制激光装置111射出第一激光即光束B1的时间带和激光装置112射出第二激光即光束B2的时间带。
[激光焊接方法]
图16是示出本实施方式的焊接中的熔池23W的温度以及来自激光装置111、112(110)的激光的输出的随时间变化的图。在图16中，关于温度的记载与第一实施方式的图11相同。但是，对于激光的输出，以实线示出第一激光(主光束)的输出的随时间变化，以虚线示出第二激光(副光束)的输出的随时间变化。
如图16所示，在本实施方式中，激光装置111在时刻t0开始输出，并在时刻t2停止输出。与此相对地，激光装置112在时刻t0开始输出，但在超过时刻t2的时刻tk停止输出。并且，在时刻tk以后，熔池23W在常温气氛下自然冷却，伴随于此，熔池23W的温度逐渐降低。
在时刻t0到时刻t2的期间，激光L中包含光束B1、B2。通过该期间的激光L向对象物W的照射而形成熔池23W。即，在本实施方式的激光焊接方法中，在时刻t0到时刻t2的期间执行熔池23W的形成工序。
在时刻t2到时刻tk的期间，激光L中不包含光束B1而仅包含光束B2。由此，激光L的输出与包含光束B1、B2的时刻t0到时刻t2的期间相比而变低。在此期间，激光L被设定为通过该激光L向熔池23W的照射而维持熔池23W的熔融状态。即，在本实施方式的激光焊接方法中，通过在时刻t2到时刻tk的期间，光束B1、B2的形状、配置、功率密度、照射位置、扫描路径、扫描速度等与激光L以及光束B1、B2的照射相关的规格的适当的设定，执行在抑制熔池23W的进一步形成以及放大且也抑制熔池23W的固化的同时暂时维持熔池23W的熔融状态的工序(以下，称为维持工序)。维持工序也可以被称为延长工序。
图17是激光焊接方法的维持工序中的对象物W的侧视图。如图17所示，在维持工序中，对熔池23W照射激光L1、L2(L)。另外，即使在维持工序中，也可以如图10所示那样使激光L1、L2(L)一边呈直线状照射一边扫描。需要说明的是，照射位置、扫描路径、扫描速度等可以与形成工序相同，也可以不同。在维持工序中，也可以对比形成工序更大的范围照射激光L1、L2(L)。
由图16可以明确，通过包括这样的维持工序，能够使熔池23W的形成工序中的温度T2降低至熔点Tm为止的下降时间Δt2与第一实施方式的下降时间Δt1相比而进一步延长。即，与下降时间Δt1相比，下降时间Δt2相应地进一步延长包含维持工序的时间(Δtk＝tk-t2、维持时间)。
图18～20是例示出维持工序中的激光L相对于熔池23W的照射位置或扫描路径的俯视图、即在激光L的照射方向上观察到的图。图18示出激光L向熔池23W的俯视观察下的中心C进行照射的情况，图19示出激光L以绕中心C弯曲的路径进行扫描的情况，图20示出激光L以绕中心C弯折的路径进行扫描的情况。在图19、20的情况下，扫描的周次数可以是1次，也可以小于1次，也可以是2次以上。在上述各情况下，在向熔池23W的整体范围内传递激光L所带来的热量(激光L所带来的热量到达熔池23W的整体范围内)这一条件下，得到孔隙V从熔融状态的熔池23W排出从而焊接部23中的孔隙V减少这一效果。在维持工序中，激光L可以连续地进行照射，也可以间歇地进行照射。例如，在图18的情况下，激光L可以相对于中心C间歇地进行照射，激光L也可以一边以图19、20那样的轨迹进行扫描一边间歇地进行照射。另外，激光L也可以对多个点依次进行照射，而不是对图18那样的一个点间歇地进行照射。另外，在通过激光L如图18、19的情况那样以绕中心C弯曲的路径进行扫描而在熔池23W中形成了紊乱较少的(层流的)回旋流的情况下，孔隙V由于浮力引起的移动和流体的移动而更容易从熔池23W排出。
另外，当对熔池23W照射激光L时，在该熔池23W的表面中的照射到激光L的区域产生凹陷(向Z方向的相反方向的凹陷，以下仅称为凹陷)。通过发明人等的深刻研究，判明了若在维持工序中由于激光L的照射而产生的凹陷比在形成熔池23W的工序中由于激光L的照射而产生的凹陷浅，则能够执行飞溅、孔隙V较少的更高品质的焊接。凹陷与功率密度相应地变深。因此，意味着优选维持工序中的激光L在熔池23W的表面的功率密度比形成该熔池23W的工序中的该熔池23W的表面的功率密度低。
这样的凹陷的深度能够通过在图14中使传感器150构成为光干涉断层拍摄(optical coherence tomography、OCT)的传感器来进行测定。在图14的激光焊接装置100A中，控制器200可以以使在维持工序中产生的凹陷比在形成熔池23W的工序中产生的凹陷浅、或者在维持工序中该凹陷成为规定值以下的方式对激光装置110的功率进行控制。
[功率密度]
通过发明人等的实验性研究，判明了在维持工序中照射的激光L在熔池23W的表面的功率密度[W/cm2]存在适当的范围。
【表1】
Figure BDA0004171825220000191
表1示出根据对激光L的功率密度不同的多个样品进行实验的结果而得到的、基于与功率密度的范围相应的焊接部23中的孔隙V的数量的焊接品质的判定结果。在孔隙V的数量的测定中，对焊接后的样品的从侧面方向观察到的一截面中的直径为100[μm]以上的尺寸的孔隙V进行计数。在判定中，◎表示孔隙V的数量为10以下的情况(优良)，○表示孔隙V的数量多于10且为20以下的情况(良好)，△表示孔隙V的数量多于20且为30以下的情况(可)，另外，×表示孔隙V的数量多于30的情况(不良)。
如表1所示，判明了功率密度Pd优选为107[W/cm2]以下，更优选为106[W/cm2]以下。能够推定这是因为若功率密度Pd过大，则在熔池23W中会形成键孔，不但飞溅增大，而且孔隙V也增大。
另外，判明了功率密度Pd优选大于103[W/cm2]，更优选大于104[W/cm2]。能够推定这是因为若是功率密度Pd过小，则无法充分地维持熔池23W的熔融状态，从而该熔池23W更提前地凝固。
如以上说明的那样，根据本实施方式的激光焊接方法以及激光焊接装置100A，能够在形成熔池23W的工序(形成工序)之后，执行通过向熔池23W照射激光L1、L2(L)而使该熔池23W暂时维持熔融状态的工序(维持工序)。
因此，根据本实施方式，能够进一步减少焊接部23中的孔隙V，从而能够进一步抑制由该孔隙V引起的焊接部23的强度的降低。
另外，通过本实施方式，作为维持工序所带来的效果，也得到在焊接部23中下半侧部分Rl的孔隙V的数量成为上半侧部分Ru的孔隙V的数量以下的状态。
[第三实施方式]
[激光焊接装置的框图以及处理步骤]
图21是激光焊接装置100、100A的框图。激光焊接装置100、100A例如具备控制器200、存储部210、传感器150、激光装置110、电扫描仪126、驱动机构140以及输出部220。
控制器200是计算机，且具有CPU(central processing unit)那样的处理器(电路)、RAM(random access memory)、ROM(read only memory)那样的主存储部。控制器200例如是MCU(micro controller unit)。存储部210例如具有SSD(solid state drive)、HDD(hard disk drive)那样的非易失性的存储装置。控制器200是控制部的一例。另外，存储部210也可以被称为辅助存储装置。
处理器通过读出存储于ROM、存储部210的程序并执行各处理，而作为照射控制部201、检测控制部202、判定部203、输出控制部204以及参数变更部205进行工作。程序可以分别作为能够安装的形式或能够执行的形式的文件记录在计算机可读取的记录介质中来进行提供。记录介质也可以被称为程序产品。在由程序以及处理器进行的运算处理中使用的值、表格、映射等信息可以预先存储于ROM、存储部210，也可以存储于与通信网络连接的计算机的存储部并经由该通信网络进行下载而被存储于存储部210。存储部210存储通过处理器而写入的数据。另外，由控制器200进行的运算处理也可以至少局部地由硬件执行。在该情况下，在控制器200中可以包括例如FPGA(field programmable gate array)、ASIC(application specific integrated circuit)等。
输出部220是能够通过声音或图像输出表示判定结果的信息的装置，例如是监视器(显示器)、扬声器、蜂鸣器、打印机等。另外，输出部220也可以是将表示判定结果的数据向控制器200以外的其他机器输出的通信部等。
[检查结果的输出步骤]
图22是输出检查结果的处理步骤的流程图。如图22所示，首先，控制器200作为照射控制部201进行工作，以通过规定的步骤对对象物W照射激光L而将该对象物W焊接的方式对激光装置110、电扫描仪126以及驱动机构140进行控制(S11)。在该S11中，照射控制部201以如上所述那样以产生至少一个孔隙V从熔池23W排出所需的下降时间Δt1、Δt2的光束B1、B2的规格以及维持时间Δtk向对象物W照射激光L的方式对激光装置110、电扫描仪126以及驱动机构140中的至少一个的工作进行控制。激光装置110、电扫描仪126以及驱动机构140是激光焊接装置100、100A中的被控制器200控制的被控制对象，并且是能够变更激光L的照射状态的可变机构的一例。照射控制部201以及控制器200是控制部的一例。
接着，控制器200作为检测控制部202进行工作，对熔池23W的温度进行检测(S12)。在该S12中，检测控制部202例如可以对熔池23W的最高温度进行检测，也可以在从照射开始时刻(时刻t0)经过了规定的时间的至少一个时刻对熔池23W的温度进行检测。
接着，控制器200作为判定部203进行工作，基于温度的检测结果来判断焊接部23的品质的优劣(S13)。在该S13中，判定部203根据在S2中检测出的温度按照规定的判定基准来判定品质的优劣。例如，判定部203在规定时点的检测温度为与该规定时点相对应的阈值以上时，将焊接部23的品质判定为良好，在检测温度低于阈值时，将焊接部23的品质判定为不良。与判定结果的优劣相对应的阈值温度、该检查时机等根据实验结果而预先设定。
接着，控制器200作为输出控制部204进行工作，以按规定的输出型式输出判定结果的方式对输出部220进行控制(S14)。
接着，控制器200作为参数变更部205进行工作，根据判定结果变更与激光L的照射相关的可变更的控制参数(S15)。该S15中的可变更的控制参数例如是激光装置110的输出、激光装置110进行输出的输出时间、光束B1的输出期间、光束B2的输出期间等。参数变更部205将变更后的参数的值存储于存储部210。控制器200在执行下次以后的同样的激光焊接时，以读出存储于存储部210的控制参数，并以该存储的、即变更后的控制参数执行激光焊接的方式对激光装置110、电扫描仪126、驱动机构140等被控制对象进行控制。
[孔隙抑制控制的处理步骤]
图23是抑制孔隙的控制的处理步骤的流程图。如图23所示，首先，控制器200作为照射控制部201进行工作，以通过规定的步骤对对象物W照射激光L而形成熔池23W的方式对激光装置110、电扫描仪126、驱动机构140等被控制对象进行控制(S21)。该S21是熔池23W的形成工序。在该S21中，控制器200也作为检测控制部202进行工作，在规定的时机、例如恒定的时间间隔对熔池23W的温度进行检测。
另外，在S21中，控制器200也可以以使熔池23W的温度维持在规定的温度或按规定的随时间变化发生推移的方式对激光装置110、电扫描仪126、驱动机构140等被控制对象(可变机构)进行反馈控制。
接着，控制器200作为判定部203进行工作，判定熔池23W的形成工序是否满足规定的条件(第一条件)(S22)。在该S22中，判定部203例如基于熔池23W的温度的随时间变化，在第一阈值温度以上的时间持续了第一阈值时间以上的情况下，判定为满足了第一条件。由此，能够使熔池23W以及构件20成为能够确保对于孔隙V的排出而言充足的下降时间Δt1、Δt2的状态。
在不满足第一条件的情况下(在S22中为否)，继续进行S21的熔池23W的形成工序。在满足了第一条件的情况下(在S22中为是)，对于第一实施方式的激光焊接装置100，处理步骤结束。对于第二实施方式的激光焊接装置100A，移至S23。
在S23中，控制器200作为照射控制部201进行工作，以通过规定的步骤对对象物W照射激光L、例如仅照射光束B2而使熔池23W维持熔融状态的方式对激光装置110、电扫描仪126、驱动机构140等被控制对象进行控制(S23)。该S23是熔池23W的维持工序。在该S23中，控制器200也作为检测控制部202进行工作，在规定的时机、例如以恒定的时间间隔对熔池23W的温度进行检测。
另外，在S23中，控制器200也可以以使熔池23W的温度维持在规定的温度或以规定的随时间变化发生推移的方式对激光装置110、电扫描仪126、驱动机构140等被控制对象(可变机构)进行反馈控制。
接着，控制器200作为判定部203进行工作，判断熔池23W的维持工序是否满足规定的条件(第二条件)(S24)。在该S24中，判定部203例如基于熔池23W的温度的随时间变化，在第二阈值温度以上的时间持续了第二阈值时间以上的情况下，判定为满足了第二条件。由此，能够确保对于孔隙V的排出而言充足的维持时间Δtk乃至下降时间Δt2。
在不满足第二条件的情况下(在S24中为否)，继续进行S23的熔池23W的维持工序。在满足了第二条件的情况下(在S24中为是)，处理步骤结束。
以上，如所说明的那样，如本实施方式所示，激光焊接装置100、100A可以具备对熔池23W的温度进行检测的传感器150、以及输出基于传感器150检测出的检测结果的表示焊接品质的信息的输出部220。
根据这样的结构以及控制，能够以非破坏的方式较容易地对焊接部23的孔隙V的有无进行检查，并且基于焊接品质的判定结果来变更激光焊接装置100、100A的控制参数，从而能够提高下次以后的激光焊接中的焊接品质。
另外，如本实施方式所示，控制器200可以基于对熔池23W的温度进行检测的传感器150的检测结果对激光装置110、电扫描仪126、驱动机构140等被控制对象(可变机构)的工作进行控制。
根据这样的结构以及控制，能够更高精度地执行熔池23W的形成以及熔融状态下的维持，因此能够得到可以更可靠地抑制孔隙V、或者在抑制孔隙V的产生的同时降低无意义的能量消耗这样的优点。
以上，例示了本发明的实施方式，但上述实施方式为一例，并不意在限定发明的范围。上述实施方式能够以其他各种方式实施，且能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、组合、变更。另外，各结构、形状等规格(构造、种类、方向、型号、大小、长度、宽度、厚度、高度、数量、配置、位置、材质等)能够适当变更来实施。
例如，激光焊接装置也可以具备输出相同波长的激光的多个激光装置(激光源)。
另外，例如，在激光的照射时，也可以是，进行公知的摇摆(wobbling)、横摆(weaving)、输出调制等，并调节熔池的表面积。
工业实用性
本发明能够利用于激光焊接方法以及激光焊接装置。
附图标记说明
10…扁平线；20…构件；20a…端部；20b…侧面；21…构件(第一构件)；21a…端部(第一端部)；21b…侧面；22…构件(第二构件)；22a…端部(第二端部)；22b…侧面；23…焊接部；23W…熔池；23a…上端；23b…下端；30…包覆层；100、100A…激光焊接装置；110、111、112…激光装置(激光振荡器；可变机构)；120、120A…光学头；121、121-1、121-2…准直透镜；122…聚光透镜；123…反射镜；124…滤光器；125…DOE；125a…衍射光栅；126…电扫描仪(可变机构)；126a、126b…反射镜；127…滤光器；128…反射镜；130…光纤；140…驱动机构(可变机构)；150…传感器；200…控制器(控制部)；201…照射控制部(控制部)；202…检测控制部；203…判定部；204…输出控制部；205…参数变更部；210…存储部；220…输出部；A1…区域；A2…区域；B1…光束(主光束；主功率区域)；B1a…外缘；B2…光束(副光束；副功率区域)；B2a…外缘；B2b…内缘；b2…光束；C…中心；C1…中心；C2…中心；g…间隙；L、L1、L2…激光；Pd…功率密度；Ru…上半侧部分；Rl…下半侧部分；t0、t1、t2、te1、ter、tk…时刻；T1、T2、Tr…温度；Tm…熔点；V…孔隙；VP…假想平面；W…对象物；Wa…表面；X…方向(第二方向)；Y…方向(第三方向)；Z…方向(第一方向)；δ…偏移；Δt1、Δt2…下降时间；Δrk…维持时间；ΔT…温度差。

Claims (28)

1.一种激光焊接方法，其将包括主功率区域和副功率区域在内的激光向对象物照射而对该对象物进行焊接，所述主功率区域包括至少一条主光束，所述副功率区域包括功率密度小于所述主光束的功率密度的至少一条副光束，其中，
所述激光焊接方法具有：
通过向所述对象物照射所述激光而形成熔池的工序；以及
将所述熔池固化的工序，
所述副光束以使形成在所述熔池内的孔隙在该熔池固化前向该熔池外排出的方式照射至所述对象物。
2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其中，
在形成所述熔池的工序中，以使该熔池固化而形成的焊接部的下半侧部分中的孔隙的数量成为上半侧部分中的孔隙的数量以下的方式照射所述激光。
3.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其中，
所述主功率区域位于所述副功率区域的外缘的内侧。
4.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其中，
所述副功率区域包括多条副光束来作为所述至少一条副光束，
所述主光束被所述多条副光束包围。
5.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其中，
所述副功率区域包括将所述主功率区域包围的一条副光束来作为所述至少一条副光束。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的激光焊接方法，其中，
所述激光焊接方法在形成所述熔池的工序之后，具有通过向所述熔池照射所述激光而使该熔池暂时维持熔融状态的工序。
7.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其中，
在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中，与形成所述熔池的工序相比，降低所述激光的功率。
8.根据权利要求6或7所述的激光焊接方法，其中，
在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中，与形成所述熔池的工序相比，降低所述主光束的功率。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的激光焊接方法，其中，
在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中由于所述激光的照射而在所述熔池的表面产生的凹陷比在形成所述熔池的工序中由于所述激光的照射而在所述熔池的表面产生的凹陷浅。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的激光焊接方法，其中，
在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中，所述激光在所述熔池的表面的功率密度为107[W/cm2]以下。
11.根据权利要求10所述的激光焊接方法，其中，
在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中，所述激光在所述熔池的表面的功率密度为106[W/cm2]以下。
12.根据权利要求6至11中任一项所述的激光焊接方法，其中，
在形成所述熔池的工序中，照射所述主光束，
在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中，停止所述主光束的照射。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的激光焊接方法，其中，
从形成所述熔池的工序到使所述熔池暂时维持熔融状态的工序，所述主光束的照射时间比所述副光束的照射时间短。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的激光焊接方法，其中，
所述主光束的波长与所述副光束的波长相同。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的激光焊接方法，其中，
所述主光束的波长与所述副光束的波长不同。
16.根据权利要求15所述的激光焊接方法，其中，
所述主光束的波长为800[nm]以上且1200[nm]以下，所述副光束的波长为550[nm]以下。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的激光焊接方法，其中，
所述主功率区域以及所述副功率区域中的至少一方所包括的多条光束通过光束整形器形成。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的激光焊接方法，其中，
使所述激光在对所述对象物进行照射的同时进行扫描。
19.根据权利要求18所述的激光焊接方法，其中，
所述副功率区域的至少一部分相对于所述主功率区域位于所述激光相对于所述对象物的扫描方向上的后方。
20.根据权利要求18或19所述的激光焊接方法，其中，
呈直线状扫描所述激光。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的激光焊接方法，其中，
在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中，向定点照射所述激光。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的激光焊接方法，其中，
在使所述熔池暂时维持熔融状态的工序中，在从所述激光的照射方向进行观察的情况下，以绕所述熔池的中心弯曲的路径扫描所述激光。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的激光焊接方法，其中，
所述对象物由铜系金属材料、铝系金属材料、镍系金属材料、铁系金属材料以及钛系金属材料中的任一种制作。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的激光焊接方法，其中，
所述熔池以架设在由金属材料制作的第一构件的第一方向上的第一端部与由金属材料制作的第二构件的所述第一方向上的第二端部之间的方式形成，所述第二构件与所述第一构件在同所述第一方向交叉的第二方向上相邻，且所述第二端部配置为使所述第一端部距该第二端部的沿所述第一方向的距离为0以上。
25.根据权利要求24所述的激光焊接方法，其中，
构成所述对象物的构件是扁平线的导体。
26.一种激光焊接装置，其中，
所述激光焊接装置具备：
激光振荡器；以及
光学头，其向对象物照射从所述激光振荡器射出的激光，
所述激光包括至少一条主光束和功率密度小于该主光束的功率密度的至少一条副光束，并以形成熔池的方式照射至所述对象物，
所述副光束以使形成在所述熔池内的孔隙在该熔池固化前向该熔池外排出的方式照射至所述对象物。
27.根据权利要求26所述的激光焊接装置，其中，
所述激光焊接装置具备：
传感器，其对所述熔池的温度进行检测；以及
输出部，其基于所述传感器的检测结果输出表示焊接品质的信息。
28.根据权利要求26或27所述的激光焊接装置，其中，
所述激光焊接装置具备：
传感器，其对所述熔池的温度进行检测；
可变机构，其能够变更所述激光的照射状态；以及
控制部，其基于所述传感器的检测结果对所述可变机构的工作进行控制。
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